JP3904887B2 - ライナリング及びその製造方法、及び遠心ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心ポンプに係り、特にケーシング内部で流体が高圧部から低圧部に漏洩することを防止するライナリングを有する遠心ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、密封型の遠心ポンプのケーシングの内部には、高圧部と低圧部があり、固定側のケーシングと羽根車との間には、羽根車で昇圧された流体が低圧側へ漏れることを防止するために、ケーシングと羽根車との間に一種の絞りを形成するライナリングが配置される。
【０００３】
このようなライナリングの１つとして、フローティング型ライナリングが知られている。このフローティング型ライナリングは、ライナリングホルダとライナリングカバーとの間に形成される収納空間にリング状のライナリング本体を収容したものである。ライナリングホルダとライナリングカバーとは外周部において互いに接合されるが、従来のフローティング型ライナリングにおいては、ライナリングホルダとライナリングカバーとが抵抗溶接によって接合されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のライナリングの製造方法では、ライナリングホルダ及びライナリングカバーのプレス工程の後、ライナリングホルダ及びライナリングカバーの抵抗溶接工程に移行する必要がある。従って、スムーズな作業を実現することができず、複数の工程が存在することによって製造コストが高くなってしまう。また、抵抗溶接工程において使用される溶接機は環境負荷が大きいという問題点があった。
【０００５】
また、不要となったポンプを廃棄処分する場合には、環境負荷への配慮から分別廃棄が望まれるため、ライナリングも有機高分子材料からなるライナリング本体と金属製のライナリングホルダ及びライナリングカバーとに分別廃棄する必要がある。しかしながら、上述したようにライナリングホルダとライナリングカバーとが抵抗溶接により接合されているため、分別廃棄するときにライナリングホルダとライナリングカバーとを分解するための専用の工具が必要となる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、製造作業をスムーズにして製造コストを低減することができ、また環境負荷の小さいライナリングの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、上述の製造方法により製造され、専用の工具を用いることなく簡単に分解して分別廃棄することができるライナリング及び該ライナリングを有する遠心ポンプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の第１の態様は、ライナリングホルダとライナリングカバーとの間に形成される収納空間にライナリング本体を収容したライナリングを製造する方法であって、上記ライナリング本体を上記ライナリングホルダと上記ライナリングカバーとの間に形成される収納空間に収納し、上記ライナリングホルダ及び上記ライナリングカバーの外周部の少なくとも一部に剪断加工によりかしめ部を形成して、上記ライナリングホルダと上記ライナリングカバーとを互いに接合することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の他の第２の態様は、ライナリングホルダとライナリングカバーとの間に形成される収納空間にライナリング本体を収容したライナリングを製造する方法であって、上記ライナリングホルダ及び上記ライナリングカバーの一方には突起を形成し、他方には上記突起が嵌合する孔を形成し、上記突起を上記孔に嵌合させた状態で、上記ライナリング本体を上記ライナリングホルダと上記ライナリングカバーとの間に形成される収納空間に収納し、上記孔に嵌合させた突起を圧入することによりかしめ部を形成して、上記ライナリングホルダと上記ライナリングカバーとを互いに接合することを特徴としている。
【０００９】
本発明の第３の態様は、ライナリングホルダとライナリングカバーとの間に形成される収納空間にライナリング本体を収容したライナリングであって、上記ライナリングホルダ及び上記ライナリングカバーの外周部の少なくとも一部に剪断加工によりかしめ部を形成して、上記ライナリングホルダと上記ライナリングカバーとを互いに接合したことを特徴としている。
【００１０】
本発明の第４の態様は、ライナリングホルダとライナリングカバーとの間に形成される収納空間にライナリング本体を収容したライナリングであって、上記ライナリングホルダ及び上記ライナリングカバーの一方には突起を形成し、他方には上記突起が嵌合する孔を形成し、上記孔に嵌合させた突起を圧入することによりかしめ部を形成して、上記ライナリングホルダと上記ライナリングカバーとを互いに接合したことを特徴としている。
【００１１】
本発明の第１及び第３の態様によれば、ライナリングホルダ及びライナリングカバーの外周部に剪断加工によりかしめ部を形成し、ライナリングホルダとライナリングカバーとを互いに接合することができる。また、本発明の第２及び第４の態様によれば、ライナリングホルダ及びライナリングカバーの外周部に圧入加工によりかしめ部を形成し、ライナリングホルダとライナリングカバーとを互いに接合することができる。このようなかしめ工程は、ライナリングホルダ又はライナリングカバーのどちらかのプレス工程内の一工程として行うことができるので、ライナリングの製造の作業がスムーズになる。また、ライナリングを単一の工程で製造することが可能となるので製造コストを低減することができる。更に、本発明に係るライナリングの製造方法によれば、ライナリングホルダとライナリングカバーとの接合において、環境負荷の大きい溶接機を用いる必要がなくなる。
【００１２】
また、上述のようにして製造されたライナリングは、かしめによって互いに接合されているため、ドライバー等の先端が鋭利な楔状の汎用工具を用いることによって簡単に分解することができ、専用の工具を用いることなく分別廃棄ができる。
【００１３】
本発明の第５の態様は、吸込ノズル及び吐出ノズルを有するケーシングを備え、上記ケーシング内に回転自在な主軸に固着された羽根車を配置し、上述したライナリングを上記ケーシングと上記羽根車との間に配置したことを特徴とする遠心ポンプである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るライナリングを有する遠心ポンプの実施形態について図１乃至図６を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態のライナリングを有する遠心ポンプを示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の遠心ポンプは、低圧側の吸込ノズル１０ａと高圧側の吐出ノズル１０ｂとを有するケーシング１０を備えている。このケーシング１０の背面開口部は、ケーシングカバー１２で覆われており、ケーシング１０とケーシングカバー１２との間には、外周部にスパイラル部１４を有する渦巻き室１６が形成されている。
【００１６】
また、ケーシング１０とケーシングカバー１２には、互いに嵌合する嵌合用内径部と嵌合用外径部からなるいんろう部１８が設けられており、このいんろう部１８を介してケーシング１０とケーシングカバー１２の同軸度が確保される。
【００１７】
回転自在な主軸２０の端部には、羽根車２２が固着されており、羽根車２２が主軸２０と一体に回転するようになっている。この羽根車２２はケーシング１０の渦巻き室１６の内部に配置されている。なお、ケーシングカバー１２と主軸２０との間には、軸封装置（メカニカルシール）２８が装着されている。
【００１８】
スパイラル部１４は、羽根車２２の径方向外方に設けられている。また、ケーシング１０と一体に成形された吐出しノズル１０ｂの内部には、スパイラル部１４と滑らかに連続するディフューザ部２４が一体に設けられている。羽根車２２から出た流体は、スパイラル部１４で集められ、ディフューザ部２４で減速される。このように、羽根車２２で流体に遠心力が与えられ、昇圧された流体の速度エネルギー成分が有効に圧力に変換されるようになっている。
【００１９】
図２は、図１のＡ部の拡大図である。図２に示すように、羽根車２２に対向するケーシング１０の内面にはライナリング収納部２６が形成されており、このライナリング収納部２６には、リング状のライナリング３０が装着される。
【００２０】
ライナリング３０は、例えばテフロンやゴム等の流体の性質に合わせた有機高分子材料からなるライナリング本体４０と、絞り加工等を施したライナリングホルダ５０と、このライナリングホルダ５０の開口端を覆う円板状のライナリングカバー６０とを備えている。ライナリング本体４０は、例えば摩擦抵抗が小さく摺動性の良好な樹脂やセラミックスであってもよい。ライナリングホルダ５０及びライナリングカバー６０は、ステンレススチール等の板材からプレス成形されたものである。
【００２１】
ライナリングホルダ５０とライナリングカバー６０とは、後述する方法により外周部で互いに接合されており、ライナリング本体４０は、ライナリングホルダ５０とライナリングカバー６０とにより形成された収納空間に収納されている。また、ライナリングホルダ５０は、上述したケーシング１０のライナリング収納部２６に固着されている。
【００２２】
このような構成の遠心ポンプにおいて、主軸２０と一体に羽根車２２が回転し、この羽根車２２の回転に伴って、取扱液は吸込ノズル１０ａからケーシング１０内に吸込まれ、羽根車２２で昇圧されて吐出しノズル１０ｂから順次吐出される。このとき、ライナリング３０の背面には、高圧となった取扱液が作用し、ライナリング３０は、ライナリング収納部２６の前面側に押されて固定される。
【００２３】
次に、上述したライナリング３０の製造方法について図３（ａ）乃至図３（ｄ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）乃至図３（ｄ）は本実施形態におけるライナリング３０の製造工程を時系列順に示す図、図４（ａ）は図３（ｄ）の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すかしめ部の部分拡大側面図である。
【００２４】
まず、板金プレスによりライナリングホルダ５０の中央部に凹部５２を形成し、この凹部５２にライナリング本体４０を収納する。そして、このライナリング本体４０の下面をライナリングカバー６０で覆う（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）。このようにして、ライナリングホルダ５０とライナリングカバー６０との間に形成される収納空間にライナリング本体４０を収納する（図３（ｂ）参照）。
【００２５】
この状態で、凹部が形成されたダイス７０の上に、ライナリングホルダ５０及びライナリングカバー６０の外周部のかしめをしようとする箇所を配置し、突起を有するポンチ７２によりこのライナリングホルダ５０及びライナリングカバー６０の外周部を押圧する（図３（ｃ）参照）。このように、ライナリングホルダ５０及びライナリングカバー６０の外周部に剪断加工によりかしめ部３２を形成し、ライナリングホルダ５０とライナリングカバー６０とを接合することができる（図３（ｄ）参照）。
【００２６】
このかしめ工程は、ライナリングホルダ５０又はライナリングカバー６０のどちらかのプレス工程内の一工程として行うことができるので、ライナリング３０の製造の作業がスムーズになる。また、ライナリング３０を単一の工程で製造することが可能となるので製造コストを低減することができる。更に、本実施形態に係るライナリング３０の製造方法によれば、ライナリングホルダ５０とライナリングカバー６０との接合において、環境負荷の大きい溶接機を用いる必要がない。
【００２７】
本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、円周方向に沿って配置された４つのかしめ部３２を形成してライナリングホルダ５０とライナリングカバー６０とを接合しているが、かしめ部の位置及び数は任意に選択することができる。また、ライナリング３０が羽根車２２に接触しないのであれば（図２参照）、ライナリングホルダ５０及びライナリングカバー６０をかしめる方向、即ち、ポンチ７２により押圧する方向を逆にしてライナリング３０を製造することとしてもよい。
【００２８】
上述のようにして製造されたライナリング３０は、かしめによって互いに接合されているため、ライナリングホルダ５０の外周端とライナリングカバー６０の外周端との間にドライバー等の先端が鋭利な楔状の汎用工具を差し込み、これをねじることによって、抵抗溶接の場合よりも簡単に分解することができる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施形態のライナリングの製造方法について図５（ａ）乃至図５（ｄ）及び図６を参照して説明する。本実施形態におけるライナリング以外の構成については、上述の第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。図５（ａ）乃至図５（ｄ）は、本実施形態におけるライナリングの製造工程を時系列順に示す図、図６は本実施形態のライナリングの製造方法によって製造したライナリングの平面図である。なお、図５（ａ）においては、ライナリングホルダ及びライナリングカバーの断面図と共にこれらの側面図も示してある。また、図５（ｃ）及び図５（ｄ）はかしめ部の部分拡大側面図である。
【００３０】
まず、板金プレスによりライナリングホルダ１５０の中央部に凹部１５２を形成すると共に、下方に突出する径方向幅ｈの半打抜き突起１５４をライナリングホルダ１５０の外周部に形成する。また、ライナリングカバー１６０の上記半打抜き突起１５４に対応する位置には、径方向幅ｈの打抜き孔１６２を形成する。そして、ライナリングホルダ１５０の凹部１５２にライナリング本体４０を収納し、ライナリングカバー１６０をライナリング本体４０の下面を覆う（図５（ａ）参照）。このとき、ライナリングホルダ１５０の半打抜き突起１５４をライナリングカバー１６０の打抜き孔１６２に嵌合させる（図５（ｂ）参照）。このようにして、ライナリングホルダ１５０とライナリングカバー１６０との間に形成される収納空間にライナリング本体４０を収納する（図５（ｂ）参照）。
【００３１】
この状態で、平坦なダイス１７０の上に、ライナリングホルダ１５０及びライナリングカバー１６０の外周部のかしめをしようとする箇所（半打抜き突起１５４及び打抜き孔１６２が形成された部分）を配置する。そして、下方に突出するＶ字状の突起を有するポンチ１７２をライナリングホルダ１５０の半打抜き突起１５４に当接させ、この状態で上記ライナリングホルダ１５０及びライナリングカバー１６０の外周部をポンチ１７２により押圧する（図５（ｃ）参照）。このように、ライナリングホルダ１５０及びライナリングカバー１６０の外周部に圧入加工によりかしめ部１３２を形成し、ライナリングホルダ１５０とライナリングカバー１６０とを接合することができる（図５（ｄ）参照）。
【００３２】
このかしめ工程は、ライナリングホルダ１５０又はライナリングカバー１６０のどちらかのプレス工程内の一工程として行うことができるので、ライナリング１３０の製造の作業がスムーズになる。また、ライナリング１３０を単一の工程で製造することが可能となるので製造コストを低減することができる。更に、本実施形態に係るライナリング１３０の製造方法によれば、ライナリングホルダ１５０とライナリングカバー１６０との接合において、環境負荷の大きい溶接機を用いる必要がない。
【００３３】
また、上述のようにして製造されたライナリング１３０は、かしめによって互いに接合されているため、打抜き孔１６２にドライバー等の先端が鋭利な楔状の汎用工具を差し込み、ライナリングホルダ１５０の半打抜き突起１５４を打抜き孔１６２から取り外すことによって、抵抗溶接の場合よりも簡単に分解することができる。
【００３４】
本実施形態においては、図６に示すように、円周方向に沿って配置された４つのかしめ部１３２を形成してライナリングホルダ１５０とライナリングカバー１６０とを接合しているが、かしめ部の位置及び数は任意に選択することができる。また、本実施形態では、ライナリングホルダ１５０に半打抜き突起１５４を、ライナリングカバー１６０に打抜き孔１６２をそれぞれ形成した例を説明したが、これとは逆に、ライナリングホルダ１５０に打抜き孔を、ライナリングカバー１６０に半打抜き突起を形成することとしてもよい。
【００３５】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、ライナリングホルダ及びライナリングカバーの外周部に剪断加工によりかしめ部を形成し、ライナリングホルダとライナリングカバーとを接合することができる。あるいは、ライナリングホルダ及びライナリングカバーの外周部に圧入加工によりかしめ部を形成し、ライナリングホルダとライナリングカバーとを接合することができる。このようなかしめ工程は、ライナリングホルダ又はライナリングカバーのどちらかのプレス工程内の一工程として行うことができるので、ライナリングの製造の作業がスムーズになる。また、ライナリングを単一の工程で製造することが可能となるので製造コストを低減することができる。更に、本発明に係るライナリングの製造方法によれば、ライナリングホルダとライナリングカバーとの接合において、環境負荷の大きい溶接機を用いる必要がなくなる。
【００３７】
また、上述のようにして製造されたライナリングは、かしめによって互いに接合されているため、ドライバー等の先端が鋭利な楔状の汎用工具を用いることによって簡単に分解することができ、専用の工具を用いることなく分別廃棄ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるライナリングを有する遠心ポンプを示す断面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるライナリングの製造工程を時系列順に示す図である。
【図４】図４（ａ）は図３（ｄ）の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すかしめ部の部分拡大側面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるライナリングの製造工程を時系列順に示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における製造工程により製造されたライナリングを示す平面図である。
【符号の説明】
１０ ケーシング
１０ａ 吸込ノズル
１０ｂ 吐出ノズル
１２ ケーシングカバー
１４ スパイラル部
１６ 渦巻き室
１８ いんろう部
２０ 主軸
２２ 羽根車
２４ ディフューザ部
２６ ライナリング収納部
３０ ライナリング
３２，１３２ かしめ部
４０ ライナリング本体
５０，１５０ ライナリングホルダ
５２，１５２ 凹部
６０，１６０ ライナリングカバー
７０，１７０ ダイス
７２，１７２ ポンチ

Claims (5)

1. ライナリングホルダとライナリングカバーとの間に形成される収納空間にライナリング本体を収容したライナリングを製造する方法であって、
   前記ライナリング本体を前記ライナリングホルダと前記ライナリングカバーとの間に形成される収納空間に収納し、
   前記ライナリングホルダ及び前記ライナリングカバーの外周部の少なくとも一部に剪断加工によりかしめ部を形成して、前記ライナリングホルダと前記ライナリングカバーとを互いに接合することを特徴とするライナリングの製造方法。
2. ライナリングホルダとライナリングカバーとの間に形成される収納空間にライナリング本体を収容したライナリングを製造する方法であって、
   前記ライナリングホルダ及び前記ライナリングカバーの一方には突起を形成し、他方には前記突起が嵌合する孔を形成し、
   前記突起を前記孔に嵌合させた状態で、前記ライナリング本体を前記ライナリングホルダと前記ライナリングカバーとの間に形成される収納空間に収納し、
   前記孔に嵌合させた突起を圧入することによりかしめ部を形成して、前記ライナリングホルダと前記ライナリングカバーとを互いに接合することを特徴とするライナリングの製造方法。
3. ライナリングホルダとライナリングカバーとの間に形成される収納空間にライナリング本体を収容したライナリングであって、
   前記ライナリングホルダ及び前記ライナリングカバーの外周部の少なくとも一部に剪断加工によりかしめ部を形成して、前記ライナリングホルダと前記ライナリングカバーとを互いに接合したことを特徴とするライナリング。
4. ライナリングホルダとライナリングカバーとの間に形成される収納空間にライナリング本体を収容したライナリングであって、
   前記ライナリングホルダ及び前記ライナリングカバーの一方には突起を形成し、他方には前記突起が嵌合する孔を形成し、
   前記孔に嵌合させた突起を圧入することによりかしめ部を形成して、前記ライナリングホルダと前記ライナリングカバーとを互いに接合したことを特徴とするライナリング。
5. 吸込ノズル及び吐出ノズルを有するケーシングを備え、
   前記ケーシング内に回転自在な主軸に固着された羽根車を配置し、
   請求項３又は４に記載されたライナリングを前記ケーシングと前記羽根車との間に配置したことを特徴とする遠心ポンプ。

Images